强化训练苏科版九年级物理上册《简单机械和功》定向测试试卷（附答案详解）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》定向测试考试时间：90分钟；命题人：教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、林雨同学将一袋10kg的大米从地面扛到肩上所做的功最接近于（）A．1500J B．150J C．15J D．1.5J2、“节约用水，人人有责”，我们应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别沿图示的三个方向用力关闭水龙头，下列说法正确的是（）A．沿F1方向最省力 B．沿F2方向最省力C．沿F3方向最省力 D．三个方向同样省力3、某汽油机用来做有用功的那部分能量是燃料完全燃烧所放出能量的四分之一，则此汽油机的热机效率是（）A．20% B．25% C．50% D．75%4、下列工具中使用时属于省力杠杆的是（）A．筷子 B．羊角锤C．笤帚 D．船桨5、如图所示的工具中，在使用时属于省力杠杆的是（）A．镊子B．开瓶器C．筷子D．船桨6、如图所示，重力不计的杠杆可绕O点无摩擦转动，在A端用轻质细绳悬挂一质量为200g的物体M，同时在B点施加一个始终垂直于杠杆的拉力FB，杠杆绕O点匀速转动到虚线位置，OA＝3m，AB＝1m。下列说法正确的是（）A．杠杆拉至与墙面夹角为30°时，FB＝3NB．拉力F逐渐变大C．杠杆绕O点缓慢转动到水平位置时拉力FB做的功为3JD．此过程中，FB最大值为3N7、水平地面上有一重5N的球，小孩用20N的力踢球，球离脚后在地面上滚动了15m，那么小孩踢球过程中对球做的功是（）A．75J B．0J C．300J D．无法确定8、下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）A．天平 B．理发剪刀C．钢丝钳 D．瓶盖起子9、如图所示，所使用的杠杆能够省距离的是（）A．羊角锤 B．筷子C．开瓶器 D．独轮车10、甲、乙两人进行爬杆比赛，爬到杆顶（杆长相同）时，甲用10s，乙用9s，若甲、乙两人的体重之比为5∶6，则甲、乙两人爬杆的平均功率之比为（）A．4∶3 B．3∶4 C．27∶25 D．25∶27第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（10小题，每小题4分，共计40分）1、图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置AB是个杠杆，O为支点，杠杆平衡时，B端受到的向下的拉力______A端受到的向下拉力（选填“大于”、“小于或“等于”）；若搬运2000N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲＝1600N，该滑轮组的效率η甲＝______；若用同样的滑轮按乙图组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙，乙滑轮组的效率为η乙，考虑实际情况，则F甲______F乙，η甲______η乙（选填“＞”、“＜”或“＝”）。2、一根长为1.8m的扁担，左、右两端分别挂了24kg和30kg的货物，要使挑的时候扁担水平平衡，肩膀应放在距离扁担左端______m的位置上，若将两端货物同时向内移动0.2m，则需要将______（选填“左”或“右”）端货物增加______kg才能保持扁担水平平衡。（不考虑扁担的重）3、如果把铁锹看作费力杠杆，在图所示的A、B、C三点中，支点是______点，动力作用点是______点，阻力作用点是______点。4、人体就像一部机器，蕴含许多物理知识。（1）人体是______（导体/绝缘体）。（2）如图所示为人的手臂结构示意图，在向上端起茶杯的过程中，肱二头肌向上收缩，施力将______（变大/不变/变小），此时前臂相当于一个______（省力/费力）杠杆。（3）正常人的心脏推动血液流动的功率约为1.5W，那么在10s内心脏做的功可把一个1kg的物体匀速举高______m。（g取10N/kg）5、如图所示，在刻度均匀的轻质杠杆的A点悬挂一个重为4N的物体，在B点施加一个竖直向下的作用力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则______N；若保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向（如图斜向左方向），杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将______（填“不变”、“变大”或“变小”）。6、升国旗的旗杆顶端装置是______（选填“定”或“动”）滑轮，如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为950N的物体M匀速提升了4m，动滑轮重50N。在此过程中，汽车移动距离为______m，汽车提升重物所做的有用功为______J，滑轮组机械效率为______。（不计绳重和摩擦）7、如图所示，在光滑的斜面上，将物体G分别沿斜面AC和BC以相同的速度匀速拉到顶端C，所用的力F1______F2，所做的功W1______W2，功率的大小P1______P2。8、如图所示，—轻质杠杆可绕O点转动，A点处挂上一重物，B点处用弹簧秤竖直向上拉着，杠杆恰在水平位置平衡，若弹簧秤示数为9牛，则物体重力为______牛。9、发生火灾时，要使用液态二氧化碳灭火器（如图）。这种灭火器是在常温下用______的办法使二氧化碳气体液化装入钢瓶里的。使用时，不能直接用手抓住喇叭筒外壁，否则会因液态二氧化碳______而使手冻伤。灭火器的压把是一个杠杆，请在压把的结构图上画出杠杆OA受到的阻力示意图。______10、一自身质量忽略不计的定滑轮匀速吊起500N的重物，站在地面上的人向下的拉力是_______N，拴滑轮的天花板受到的力是_______N。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、如图所示，小明家在装修，为了帮爸爸把重力为1000N的木箱搬到1.5m高的卡车车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成一个斜面，将木箱拉至斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：（1）小明所做的有用功；（2）沿斜面方向的拉力；（3）木箱受到的摩擦力。2、秤砣质量为1kg，秤杆和秤盘总质量为0.5kg，定盘星到提纽的距离OB为2cm，秤盘到提纽的距离OA为10cm，如图所示，若有人换了一个质量为0.8kg的秤砣，实际3kg的物品，让顾客误以为得到物品的质量是多少？3、如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝60W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动4m到达指定位置B，拉力F乙为125N；求：（1）甲工人做的功；（2）乙工人所做的有用功；（3）该滑轮组的机械效率。4、如图是某建筑工地上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m，用时15s，g取10N/kg。求：（1）所提建筑材料受到的重力；（2）起重机提起建筑材料所做的功；（3）提升过程中该起重机的电动机功率为8kW，那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？5、如图小明同学体重为50kg，背着重为60N的书包，求：（g取9.8N/kg）（1）小明背着书包爬到三楼，在这过程中他做的功；（2）此过程小明用了20s．他做功的功率是多少？-参考答案-一、单选题1、B【解析】【详解】由知道，大米的重力G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N一般人身高约是1.7m，当把大米从地面扛到肩上时，将大米举高的高度约1.5m，此过程做的功约是W＝Gh＝100N×1.5m＝150J故B符合题意。故选B。2、B【解析】【详解】由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，在阻力和阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；在杠杆的最上端点施加动力，当动力的方向与支点和力的作用点的连线垂直时，动力臂最大，此时最省力，即沿F2方向最省力。故选B。3、B【解析】【详解】热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，由题意知，内燃机的热机效率故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。4、B【解析】【详解】ACD．筷子、笤帚、船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故ACD不符合题意；B．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意。故选B。5、B【解析】【详解】A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；B．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意；C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；D．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。故选B。6、D【解析】【详解】AD．当杠杆转到水平位置时拉力最大，由杠杆平衡条件可得又所以有解得故A错误，D正确；BC．由于阻力臂先增大后减小，拉力也是先增大后减小，当杠杆转到水平位置时，拉力做的功等于克服物体重力做功为故BC错误。故选D。7、D【解析】【详解】由W=Fs可知，脚对球的力为20N，但不知道在该力的方向上球通过距离，球滚动15m的过程中有一段是沿力的方向的距离，同时还有一段是由于惯性而运动的距离，所以题中虽然知道力，但由于不知道沿力的方向的具体距离而无法计算功，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。8、B【解析】【详解】A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不符合题意；B．理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；C．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；D．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选B。9、B【解析】【详解】A．用羊角锤起钉子时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；B．筷子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，可以省距离，故B符合题意；C．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；D．独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故D不符合题意。故选B。10、B【解析】【详解】因为甲、乙两同学从同一位置爬杆到顶端，所以爬杆上升的高度h相同，根据W＝Gh，甲、乙两同学的体重G甲∶G乙＝5∶6所以甲、乙两同学爬杆做功W甲∶W乙＝G甲h∶G乙h＝G甲∶G乙＝5∶6因为甲、乙两同学爬杆所用时间：t甲∶t乙＝10s∶9s＝10∶9所以甲、乙两同学爬杆做功功率故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。二、填空题1、小于62.5%＞＞【解析】【详解】[1]AB是个杠杆，O为支点，因为OA＜OB，由FA×OA＝FB×OB可知，FA＞FB。[2]由图知，甲滑轮组中n＝2，由η＝＝＝＝得，甲滑轮组的效率η甲＝×100%＝×100%＝62.5%[3]由图示可知，甲图中n＝2，乙图中n＝3，由F＝（G+G动）可知，F甲＞F乙。[4]根据题意可知，两种方法提升货物，并且匀速提升高度相同，则有用功相同，而乙增加了定滑轮需要克服绳重及摩擦力做的额外功增加，由η＝＝可知，η甲＞η乙。2、1右2【解析】【详解】[1]设肩膀到扁担左端距离L，则到右端距离左端货物的质量为24kg，则右端货物的质量为30kg；由扁担平衡可得即解得即肩膀应放在距离扁担左端1m的位置上。[2][3]将两端货物同时向内移动了0.2m时，左、右边货物重力的力臂分别为则由可知，要保持挑担水平，应向右端增加货物，设其质量为m，则其重力为mg，由杠杆的平衡条件可得即解得3、CBA【解析】【详解】[1][2][3]铁锹的工作原理可看成费力杠杆，如图人握住C点不动，往上提拉B点带动A处重物上升。故支点是C点，动力作用点是B点，阻力作用点是A点。4、导体变小费力1.5【解析】【详解】（1）[1]人体可以导电，故人体是导体。（2）[2][3]由图中可知，在向上端起茶杯的过程中，由于阻力臂变小，阻力和动力臂不变，故由杠杆平衡条件可知，肱二头肌向上收缩施力将变小；由于此时动力臂小于阻力臂，故此时前臂相当于一个费力杠杆。（3）[4]由题意可知，10s内心脏做的功为1kg的物体的重力为故能够将1kg的物体举高的高度为5、3变大【解析】【详解】[1]设杠杆每个格的长度为L，A点悬挂一个重为4N的物体，根据杠杆的平衡条件解得故需挂6个钩码。[2]保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向如图斜向左方向，动力臂将减小，若杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将变大。6、定8380095%【解析】【详解】[1]升国旗时顶端的滑轮是固定的，没有跟随国旗一起上升，所以顶端装置是定滑轮。[2]由图知，动滑轮上的绳子根数为故汽车移动距离为[3]不计绳重和摩擦，汽车提升重物所做的有用功为[4]动滑轮做的额外功为所以总功为所以滑轮组机械效率为7、<=<【解析】【详解】[1][2]由于斜面光滑，没有摩擦力，则使用两斜面的过程中没有额外功，拉力所作的功等于物体克服重力做的功；克服重力所作的功W=Gh由于物体的重力G不变，上升的高度h相同，所以克服重力做的功相同，即W1=W2=Gh在两个斜面上，拉力F1、F2所作的功为W1=F1LACW2=F2LBC已知LAC>LBC故F1<F2[3]已知功率计算公式已知物体在两个斜面运动速度相同，受到的拉力大小关系为F1<F2则拉力沿AC运动时拉力F2做功的功率较大，即P1<P28、6【解析】【详解】由图可知动力力臂，阻力力臂由可得阻力为由阻力为6N可知物体的重力为6N。9、压缩体积汽化【解析】【详解】[1]气体液化有两种方法：降温和压缩体积，常温下气态的二氧化碳液化是采用压缩体积的方法。[2]液态的二氧化碳汽化时吸收热量，温度降低，为了在温度降低时不危害手，所以手要握在不善于传热的木柄上，不要直接用手抓住喇叭筒外壁。[3]向下压A点时，弹簧对OA一个向上的阻力，此时的O为支点，阻力的示意图为10、5001000【解析】【详解】[1]定滑轮匀速吊起500N的重物，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，不能改变力的大小。所以站在地面上的人向下的拉力是500N。[2]拴滑轮的天花板受到晾干向下的拉力，则受到的力为F=500N+500N=1000N三、计算题1、（1）1500J；（2）400N；（3）100N【解析】【分析】【详解】解：（1）木箱的重力G=1000N，小明做的有用功W有用=Gh=1000N×1.5m=1500J（2）由可得小明做的总功由W总=Fs可得拉力大小（3）克服摩擦力所做的额外功W额=W总-W有=2000J-1500J=500J由W额=fs可得，物体和斜面之间的摩擦力答：（1）小明所做的有用功为1500J；（2）沿斜面方向的拉力为400N；（3）木箱受到的摩擦力为100N。2、3.8kg【解析】【详解】解：设秤杆和秤盘的重心为D，当杠杆平衡时秤砣放在B点，则即带入数据并化简得解得OD=4cm使用1kg秤砣（正常情况下），设秤砣到O点的距离是L，因为即解得L=32cm即OC=L=32cm秤杆上标定的质量值与标定的质量值位置到定盘星B点的距离的关系是当使用0.8kg秤砣秤量3kg的质量时，秤砣到O点的距离设为OE，因为即解得OE=40cm此时E位置标定的质量值则实际3kg的物品会让顾客误以为质量为3.8kg。答：顾客误以为得到物品的质量是3.8kg。3、（1）600J；（2